在古代,缺少数学技巧的情况下,圆周率的计算是相当困难的,我们国家伟大的数学家,天文学家祖冲之(429-500,字文远),利用复杂的割圆术,将圆周率的计算精确到小数点第七位,这是已经是相当了不起的成就了,直到1000年后才被阿拉伯数学家阿尔·卡西才打破纪录。
我国古代杰出数学家祖冲之
在牛顿-莱布尼茨发明微积分之后,计算圆周率的巧妙办法更多了,后来虚数的使用,提供了更多巧妙的办法,看到在众多计算圆周的公式,大家是不是很纳闷,那些复杂的公式,数学家是怎么找到的呢?
今天,我就和大家分享一个,利用虚数,求圆周率的万能方法,我们的推导过程,都是初等数学知识。
首先,我们需要漂亮的欧拉恒等式:
欧拉恒等式
然后我们很容易得到:
欧拉恒等式变换后的结果
这个奇怪的恒等式,就是我们生成圆周率级数的万能公式,因为右边的虚数,我们有巧妙的办法转换成无穷级数。
不过你需要拿出一个基础的泰勒级数: